CN110417141A - 定子及包括其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子及包括其的电机，定子包括定子铁芯、定子绕组和径向通风槽，定子铁芯包括多个堆叠组件及具有多个定子齿和多个定子槽，定子绕组为集中式绕组，每一定子齿上均绕有定子绕组，相邻的两堆叠组件之间设有径向通风槽，沿定子的周向方向相邻的两定子绕组之间形成有间隙，间隙与径向通风槽连通。定子还包括过渡通道，过渡通道设于堆叠组件上及定子槽的底部，过渡通道连通在间隙与径向通风槽之间。本发明通过将过渡通道设置在堆叠组件上及定子槽的底部，实现过渡通道与径向通风槽的连通。过渡通道、间隙和径向通风槽三者互相连通能够增大间隙与径向通风槽交界面的面积，减小浸漆时交界面的堵塞情况，提高定子绕组的冷却效果。

Description

定子及包括其的电机

技术领域

本发明涉及一种定子及包括其的电机。

背景技术

电机采用集中绕组技术可有效减少线圈端部长度，可以在降低绕组用铜量的同时提高电机功率密度，有利于线圈端部部分的制造，并能够降低端部绕组温升。此外，当使用集中绕组技术时，通过采用极槽配合设计，可以获得更低的电机齿槽转矩。因此，集中绕组技术在电机领域有着广泛的应用，在大型电机上具有良好的应用前景。集中绕组的散热效果往往较差，这是因为定子槽的槽深和槽宽比例较小，位于多匝线圈中间部分的热量难以有效散去。

定子包括定子铁芯和多个定子绕组，定子铁芯由硅钢片沿定子轴向依次堆叠而成，多个定子绕组缠绕在定子铁芯上。径向通风冷却是一种较为有益的冷却结构，具体的，在电机轴向上间隔设置定子铁芯叠片堆形成径向通风槽，使得冷却气流能够沿发电机径向经过定子带走热量。在此基础上，一种能够进一步提升集中绕组冷却效率的方法是在沿定子周向相邻的两绕组之间设置用于通风的间隙。位于绕组间隙内的冷却空气沿轴向方向流动，然后进入径向通风槽，直接带走线圈产生的焦耳热。然而，绕组间隙与径向通风槽的交界面尺寸较小，在轴向方向和周向方向往往都只有若干毫米，当采用浸漆工艺时，极易造成该交界面附近的堵塞。浸漆堵塞发生并烘干后，难以通过有效手段进行清理，轻则造成交界面周围的有效流通面积减小、流动阻力增大，重则造成交界面完全堵死、气流无法通过，这都会严重影响冷却效果。通过增大绕组间隙尺寸或增大径向通风槽高度可以降低该风险，然而这都将造成电机电磁性能的显著降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中绕组间隙与径向通风槽的交界面附近浸漆后容易堵塞的缺陷，提供一种定子及包括其的电机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种定子，包括定子铁芯、定子绕组和径向通风槽，所述定子铁芯包括沿所述定子的轴向方向间隔设置的多个堆叠组件，所述定子铁芯具有多个定子齿，沿所述定子的周向方向相邻的两所述定子齿之间形成有定子槽，所述定子槽用于承载所述定子绕组，所述定子绕组为集中式绕组，且每一所述定子齿上均绕有所述定子绕组，相邻的两所述堆叠组件之间设有所述径向通风槽，沿所述定子的周向方向相邻的两所述定子绕组之间形成有间隙，所述间隙与所述径向通风槽连通，其特点在于，所述定子还包括过渡通道，所述过渡通道设于所述堆叠组件上，且所述过渡通道设于所述定子槽的底部，所述过渡通道连通在所述间隙与所述径向通风槽之间。

在本方案中，过渡通道设置在堆叠组件上，且设置在定子槽的底部，以实现过渡通道与径向通风槽的连通。过渡通道还需与间隙连通，过渡通道、间隙和径向通风槽三者互相连通能够增大间隙与径向通风槽交界面的面积，浸漆的残留还可以留在过渡通道上，减小浸漆时交界面的堵塞情况，提高定子绕组的冷却效果。

较佳地，沿所述定子的周向方向，所述过渡通道的宽度大于所述间隙的宽度，所述过渡通道的宽度小于或等于对应的所述定子槽的宽度。

在本方案中，过渡通道的宽度大于间隙宽度一方面更不容易产生浸漆堵塞，另一方面即使发生堵塞，浸漆残留也可以留在过渡通道上，不影响定子绕组的冷却效果。过渡通道的宽度小于或等于对应的定子槽的宽度，使过渡通道仅设置在定子槽的底部，不会对定子齿产生影响。

较佳地，所述间隙与所述过渡通道在所述定子的径向方向上对齐。

在本方案中，过渡通道需与间隙连通，为使浸漆残留对间隙和径向通风槽交界面的影响更小且因为设置过渡通道而对定子的电磁性能产生的影响更小，过渡通道的中心应该尽可能正对间隙的中心。

较佳地，沿所述定子的轴向方向，所述过渡通道的高度大于所述径向通风槽的高度。

在本方案中，过渡通道的高度大于径向通风槽的高度一方面更不容易产生浸漆堵塞，另一方面即使发生堵塞，浸漆残留也可以留在过渡通道上，不影响定子绕组的冷却效果。

较佳地，沿所述定子的轴向方向，所述过渡通道的高度比所述径向通风槽的高度高出0.2-2倍。

在本方案中，过渡通道过高容易影响定子的电磁性能。

较佳地，所述堆叠组件包括：

第一堆叠组，由多个第一硅钢片依次堆叠而成，所述第一堆叠组包括沿所述定子的周向方向间隔设置的多个第一定子槽；

第二堆叠组，由多个第二硅钢片依次堆叠而成，所述第二堆叠组包括多个沿所述定子的周向方向间隔设置的多个第二定子槽；

其中，沿所述定子的轴向方向，所述第一堆叠组的至少一端堆叠有所述第二堆叠组，所述第一堆叠组与所述第二堆叠组之间连续；

所述过渡通道设于所述第二堆叠组上。

在本方案中，第二堆叠组与径向通风槽相邻，过渡通道设置在第二堆叠组上，即可实现过渡通道与径向通风槽的连通。

较佳地，多个所述第一定子槽和多个所述第二定子槽一一对应设置，沿所述定子的周向方向，所述第二定子槽的宽度等于所述第一定子槽的宽度；所述第一定子槽与所述第二定子槽在所述定子的轴向方向上对齐。

在本方案中，第一定子槽和第二定子槽对应设置，且沿定子的周向方向的宽度相同，既可以减小对定子的电磁性能的影响，也方便定子铁芯的固定。

较佳地，沿所述定子的径向方向，所述第二定子槽的深度大于所述第一定子槽的深度，所述第二定子槽深于所述第一定子槽的部分形成所述过渡通道。

在本方案中，直接加深第二定子槽沿定子的径向方向的深度来形成过渡通道，使过渡通道沿定子的周向方向上的长度较长，避免了过渡通道在第二定子槽上设置的位置要求。

较佳地，沿所述定子的径向方向，所述第二定子槽的深度等于所述第一定子槽的深度，所述第二堆叠组具有凹槽，所述凹槽自所述第二定子槽的底部沿所述定子的径向方向朝着背离所述第二定子槽的方向凹进，所述凹槽与所述第二定子槽相连通，并与所述第一堆叠组围成有所述过渡通道。

在本方案中，只在第二定子槽的底部设置凹槽以形成过渡段，能够使定子铁芯的结构更加紧凑，对定子的电磁性能的影响更小。

较佳地，沿所述定子的轴向方向，所述凹槽贯穿于所述第二堆叠组，且所述凹槽的末端为弧形结构。

在本方案中，凹槽的末端设置成弧形结构更易于液体的流动，不容易浸漆时在凹槽的末端造成堵塞。

一种电机，其特点在于，所述电机包括如上述的定子。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过将过渡通道设置在堆叠组件上，且设置在定子槽的底部，以实现过渡通道与径向通风槽的连通。过渡通道还需与间隙连通，过渡通道、间隙和径向通风槽三者互相连通能够增大间隙与径向通风槽交界面的面积，浸漆的残留还可以留在过渡通道上，减小浸漆时交界面的堵塞情况，提高定子绕组的冷却效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的定子的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的堆叠组件的立体结构示意图。

图3为本发明实施例2的定子的立体结构示意图。

图4为本发明实施例2的堆叠组件的立体结构示意图。

图5为本发明实施例2的第二堆叠组的俯视结构示意图。

附图标记说明：

10 堆叠组件

101 第一堆叠组

1011 第一定子槽

102 第二堆叠组

1021 第二定子槽

1022 凹槽

20 定子绕组

30 径向通风槽

40 间隙

50 过渡通道

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明涉及一种电机中的定子，如图1-2所示，定子包括定子铁芯、定子绕组20和径向通风槽30。定子铁芯包括沿定子的轴向方向间隔设置的多个堆叠组件10，定子铁芯具有多个定子齿，沿定子的周向方向相邻的两定子齿之间形成有定子槽，定子槽用于承载定子绕组，定子绕组20为集中式绕组，且每一定子齿上均绕有定子绕组20，相邻的两堆叠组件10之间设有径向通风槽30，沿定子的周向方向相邻的两定子绕组20之间形成有间隙40，间隙40与径向通风槽30连通。

需要说明的是，定子绕组20的缠绕方式为本领域现有技术，在此不做赘述。径向通风槽30的支撑方式没有具体描述，本领域技术人员可采用现有技术中公知的支撑方式，例如采用支撑筋支撑径向通风槽30。

定子还包括过渡通道50，过渡通道50设于堆叠组件10上，且过渡通道50设于定子槽的底部，过渡通道50连通在间隙40与径向通风槽30之间。过渡通道50设置在堆叠组件10上，且设于定子槽的底部，在实现过渡通道50与径向通风槽30的连通的同时还能减小对定子的电磁性能的影响，保证定子运行过程中的稳定性。过渡通道50在与径向通风槽30连通的同时，还需与间隙40连通，过渡通道50、间隙40和径向通风槽30三者互相连通能够增大间隙40与径向通风槽30交界面的面积，使得浸漆过程中，此处浸漆使用的液体材料的流动性增强，不容易产生残留，即使产生浸漆残留，残留物也可以留在过渡通道50上，减小了浸漆时交界面的堵塞情况，提高定子绕组20的冷却效果。

需要说明的是，本实施例中的定子绕组20是沿定子的周向方向设置的，若定子绕组20沿定子的轴向方向设置，此时过渡通道50可设于定子槽沿定子的周向方向的两侧面上。

为使浸漆时间隙40与径向通风槽30交界面更不容易造成堵塞，考虑到安装制造时存在些许误差，沿定子的周向方向，过渡通道50的宽度应该略大于间隙40的宽度，但过渡通道50的宽度过宽容易影响定子的电磁性能，应根据实际情况在合理范围内进行设计。但为了使过渡通道50不影响定子齿，所以过渡通道50沿定子的周向方向的宽度需要小于或等于其对应的定子槽沿定子的周向方向的宽度。在其他可替代的实施方式中，沿定子的周向方向，过渡通道50的宽度也可以等于或小于间隙40的宽度，但需要保证间隙40与径向通风槽30的交界面不容易堵塞，以影响定子绕组20的冷却效果。

为使过渡通道50的效果能够最大化，间隙40和过渡通道50在定子的径向方向上对齐，特别是间隙40在定子的轴向方向上的中心线和过渡通道50在定子的轴向方向上的中心线在定子的径向方向上对齐。过渡通道50需与间隙40连通，为使在浸漆残留对间隙40和径向通风槽30交界面的影响更小的同时还能尽量减小过渡通道50对定子的电磁性能产生的影响，过渡通道50的中心应该尽可能正对间隙40的中心。在其他可替代的实施方式中，过渡通道50和间隙40也可以不用中心对齐设置，设置过渡通道50时，在保证过渡通道50与间隙40连通及间隙40与径向通风槽30的交界面不容易堵塞的同时，需要尽量减小对定子的电磁性能产生的影响。

为保证浸漆时间隙40与径向通风槽30交界面不容易造成堵塞，还可以将过渡通道50沿定子的轴向方向的高度设置为大于径向通风槽30沿定子的轴向方向的高度。但与上述相同的是过渡通道50沿定子的轴向方向的高度不宜过高，否则容易影响定子的电磁性能。较为优选的是，沿定子的轴向方向，过渡通道50的高度比径向通风槽30的高度高出0.2-2倍。

堆叠组件10包括第一堆叠组101和第二堆叠组102，第一堆叠组101由多个第一硅钢片依次堆叠而成，且第一堆叠组101包括沿定子的周向方向间隔设置的多个第一定子槽1011。第二堆叠组102由多个第二硅钢片依次堆叠而成，且第二堆叠组102包括多个沿定子的周向方向间隔设置的多个第二定子槽1021。沿定子的轴向方向，第一堆叠组101的两端均堆叠有第二堆叠组102，第一堆叠组101与其两端的第二堆叠组102均连续，过渡通道50设于第二堆叠组102上。第二堆叠组102与径向通风槽30相邻，过渡通道50设置在第二堆叠组102上，即可实现过渡通道50与径向通风槽30的连通。在其他可替代的实施方式中，沿定子的轴向方向，第一堆叠组101的两端无需都堆叠有第二堆叠组102，但第一堆叠组101的至少其中一端需堆叠有第二堆叠组102，且第一堆叠组101与第二堆叠组102连续。

多个第一定子槽1011和多个第二定子槽1021一一对应设置，沿定子的周向方向，第二定子槽1021的宽度等于第一定子槽1011的宽度。第一定子槽1011和第二定子槽1021在定子的轴向方向上对齐，特别是第一定子槽1011在定子的径向方向上的中心线和第二定子槽1021在定子的径向方向上的中心线在定子的轴向方向上对齐。第一定子槽1011和第二定子槽1021的位置对应设置既可以减小对定子的电磁性能的影响，也方便定子铁芯的固定。

沿定子的径向方向，第二定子槽1021的深度大于第一定子槽1011的深度，第二定子槽1021深于第一定子槽1011的部分形成有过渡通道50。通过直接加深第二定子槽1021沿定子的径向方向的深度来形成过渡通道50，使过渡通道50沿定子的周向方向上的长度较长，避免了过渡通道50在第二定子槽1021上设置的位置要求。需要说明的是，本实施例中第二定子槽1021的底面为平面，在其他可替代的实施方式中，第二定子槽1021的底面还可设置为弧面，对定子的电磁性能的影响更小。

实施例2

本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于所述第二堆叠组102的结构不同。

如图3-5所示，沿定子的径向方向，第二定子槽1021的深度等于第一定子槽1011的深度，第二堆叠组102具有凹槽1022，凹槽1022自第二定子槽1021的底部沿定子的径向方向朝着背离第二定子槽1021的方向凹进，凹槽1022与第二定子槽1021相连通，并与第一堆叠组101围成有过渡通道50。只在第二定子槽1021的底部设置凹槽1022以形成过渡段，能够使定子铁芯的结构更加紧凑，对定子的电磁性能的影响更小。

沿定子的轴向方向，凹槽1022贯穿于第二堆叠组102，且凹槽1022的末端为弧形结构，易于液体的流动，浸漆时不容易在凹槽1022的末端造成堵塞。在其他可替代的实施方式中，凹槽1022末端也可设置成其他形状结构，所设计的形状结构需要易于液体流动，且不容易产生浸漆残留。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种定子，包括定子铁芯、定子绕组和径向通风槽，所述定子铁芯包括沿所述定子的轴向方向间隔设置的多个堆叠组件，所述定子铁芯具有多个定子齿，沿所述定子的周向方向相邻的两所述定子齿之间形成有定子槽，所述定子槽用于承载所述定子绕组，所述定子绕组为集中式绕组，且每一所述定子齿上均绕有所述定子绕组，相邻的两所述堆叠组件之间设有所述径向通风槽，沿所述定子的周向方向相邻的两所述定子绕组之间形成有间隙，所述间隙与所述径向通风槽连通，其特征在于，所述定子还包括过渡通道，所述过渡通道设于所述堆叠组件上，且所述过渡通道设于所述定子槽的底部，所述过渡通道连通在所述间隙与所述径向通风槽之间。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，沿所述定子的周向方向，所述过渡通道的宽度大于所述间隙的宽度，所述过渡通道的宽度小于或等于对应的所述定子槽的宽度。

3.如权利要求2所述的定子，其特征在于，所述间隙与所述过渡通道在所述定子的径向方向上对齐。

4.如权利要求1所述的定子，其特征在于，沿所述定子的轴向方向，所述过渡通道的高度大于所述径向通风槽的高度。

5.如权利要求4所述的定子，其特征在于，沿所述定子的轴向方向，所述过渡通道的高度比所述径向通风槽的高度高出0.2-2倍。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的定子，其特征在于，所述堆叠组件包括：

第一堆叠组，由多个第一硅钢片依次堆叠而成，所述第一堆叠组包括沿所述定子的周向方向间隔设置的多个第一定子槽；

第二堆叠组，由多个第二硅钢片依次堆叠而成，所述第二堆叠组包括多个沿所述定子的周向方向间隔设置的多个第二定子槽；

其中，沿所述定子的轴向方向，所述第一堆叠组的至少一端堆叠有所述第二堆叠组，所述第一堆叠组与所述第二堆叠组之间连续；

所述过渡通道设于所述第二堆叠组上。

7.如权利要求6所述的定子，其特征在于，多个所述第一定子槽和多个所述第二定子槽一一对应设置，沿所述定子的周向方向，所述第二定子槽的宽度等于所述第一定子槽的宽度；所述第一定子槽与所述第二定子槽在所述定子的轴向方向上对齐。

8.如权利要求7所述的定子，其特征在于，沿所述定子的径向方向，所述第二定子槽的深度大于所述第一定子槽的深度，所述第二定子槽深于所述第一定子槽的部分形成所述过渡通道。

9.如权利要求7所述的定子，其特征在于，沿所述定子的径向方向，所述第二定子槽的深度等于所述第一定子槽的深度，所述第二堆叠组具有凹槽，所述凹槽自所述第二定子槽的底部沿所述定子的径向方向朝着背离所述第二定子槽的方向凹进，所述凹槽与所述第二定子槽相连通，并与所述第一堆叠组围成有所述过渡通道。

10.如权利要求9所述的定子，其特征在于，沿所述定子的轴向方向，所述凹槽贯穿于所述第二堆叠组，且所述凹槽的末端为弧形结构。

11.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1-10中任意一项所述的定子。